andamento della mortalità nelle D magna trattate con la miscela dei due insetticidi Chisq=26,2 con 3 gradi di libertà, p<0,

125 DISCUSSIONE

In questo studio ci si è posti due obiettivi: il primo è stato di individuare eventuali differenze nella crescita e nella mortalità delle larve di Ischnura elegans derivanti da femmine di morfotipo diverso in ambienti abiotici differenti, creati grazie alla somministrazione di due insetticidi e di una miscela di questi. Lo scopo è stato quello di evidenziare un eventuale differenza nella resistenza delle larve dei due morfotipi agli stress ambientali, al fine di ricercare possibili cause delle differenti frequenze dei due morfotipi in campo (vedi Cap.1).

I risultati non evidenziano differenze nella crescita corporea e nel tasso di sopravvivenza tra le larve provenienti da femmine di morfotipo diverso. Questi risultati rappresentano una novità, poiché non ci sono studi che abbiano indagato su differenti resistenze ai pesticidi delle uova o delle larve distinguendo tra il morfotipo delle femmine che le hanno prodotte.

Questi dati indicano che la maggior frequenza in campo di un morfotipo non può essere la conseguenza di una differente resistenza ai contaminanti ambientali, perlomeno alle concentrazioni elevate presenti negli ambienti di origine agraria.

Potrebbe senz’altro essere interessante indagare, a concentrazioni più basse, l’esistenza di possibili differenze nella tolleranza agli stress chimici. In effetti, per quanto riguarda un importante fattore fisico, la temperatura, è stato osservato che i morfotipi presentano reazioni differenti a diverse temperature. In Ischnura elegans, Abbott (2013) ha riscontrato una maggiore crescita nelle larve provenienti da femmine androcrome a basse temperature, mentre Gosden et al. (2011) hanno trovato una maggiore frequenza del morfotipo androcromo nei climi più freddi dell’Europa settentrionale. E’ quindi possibile che anche dei fattori chimici possano influenzare la distribuzione e la frequenza dei diversi morfotipi femminili a larga scala. I dati del presente studio suggeriscono, però, che eventuali differenze di risposta tra i vari morfotipi debbano essere cercate in ambienti più naturali, mentre più difficilmente possano essere trovate in ambienti fortemente antropizzati, quali ad esempio le colture intensive in cui la concentrazione di pesticidi è molto elevata e gli effetti sugli organismi non target sono molto forti (Relyea, 2005).

126

Il secondo obiettivo è stato quello di valutare gli effetti di due pesticidi comunemente utilizzati in ambiente risicolo sulla specie Ischnura eleganse su Daphnia

magna in modo da individuare l’impatto che queste sostanze hanno su specie non target.

Alle uova e alle larve di I. elegans sono stati somministrati, in fasi sperimentali separate e a differenti concentrazioni, il diflubenzuron, l’alfa‐cipermetrina ed una miscela delle due sostanze.

I risultati di questa ricerca indicano un significativo calo nel tasso di sopravvivenza nelle larve trattate con diflubenzuron, con alfa‐cipermetrina e con la miscela.

E’ dimostrato come diversi insetticidi possano influire sull’abbondanza dei taxa nelle comunità di macroinvertebrati e sulla struttura della stessa (Suhling et al., 2000; Berenzen et al., 2005; Hurd et al., 2006; Schafer et al., 2007; Janssen et al., 2003).

Diversi studi hanno inoltre indagato gli effetti di determinate sostanze sugli Odonati i quali, oltre a rivelarsi degli organismi ottimali su cui effettuare test tossicologici, presentano, in particolare le damigelle, una suscettibilità ai contaminanti che può ritenersi rappresentativa anche di altri insetti acquatici (Hardersen & Wratten, 1996). I risultati ottenuti con gli Odonati risultano, quindi, esportabili anche ad altri ordini.

Nel sottordine degli Anisotteri le larve di Sympetrum infuscatum (Odonata: Libellulidae) sottoposte agli effetti di imidacloprid, un insetticida che agisce come una neurotossina negli insetti, presentano un aumento significativo della mortalità già nei primi giorni successivi alla somministrazione. Inoltre è verificato che questa sostanza causa una diminuzione nello zooplancton presente nella comunità acquatica impattando indirettamente sulla possibilità di nutrizione delle larve di S. infuscatum (Jinguji et al., 2013).

Numerosi sono invece gli autori che hanno scelto le damigelle per effettuare test tossicologici relativi a differenti contaminanti. Hardersen & Wratten (2000) hanno testato gli effetti di un organofosfato e di un carbammato sulla specie Xanthocnemis

zealandica, appartenente al sottordine degli Zigotteri, individuando diminuzioni nel tasso

di schiusa. Dhin Van et al. (2014) hanno individuato significative variazioni negli indicatori comportamentali, endpoint tipici dei predatori, tra cui ad esempio l’assunzione di cibo, che può ridurre la fitness nelle larve di Ischnura elegans (Stoks & Cordoba‐Aguilar, 2012). Essa può inoltre ritardare il momento dello sfarfallamento e influenzarne il successo

127

(Pestana et al., 2009) e ridurre la massa corporea della fase immaginale (Janssens et al., 2014) diminuendone conseguentemente la fitness (Stoks & Cordoba‐Aguilar, 2012).

Analogamente anche Van Gossum (2009) ha individuato una diminuzione nelle performance correlate al tasso di sopravvivenza in larve di Enallagma cyathigerum (Odonata: Coenagrionidae) trattate con crescenti concentrazioni di PFOS (acido perfluoroottansolfonico). In questo studio i primi effetti sono stati osservati a concentrazioni pari a 100 µg/l.

Beketov (2004) ha studiato l’effetto della miscela tra deltametrina ed esfenvalerate (piretroidi) su diversi organismi, tra cui larve di Lestes sponsa (Odonata: Lestidae), dimostrando un’elevata tossicità della sostanza per le damigelle a concentrazioni inferiori a 0,01 µg/l. Questi risultati sono paragonabili a quelli di questo studio relativi agli esperimenti effettuati con cipermetrina e diflubenzuron, in cui si riscontra un’elevata e rapida mortalità delle larve a concentrazione paragonabile.

I risultati dei test effettuati indicano anche un effetto significativo della concentrazione degli insetticidi sulla mortalità delle larve.

In particolare la risposta dose‐dipendente della mortalità risulta essere più evidente nei gruppi sperimentali in cui gli insetticidi sono stati somministrati alle uova; la differenza tra i livelli di concentrazione sperimentati è statisticamente significativa in tutti i gruppi sperimentali ma le analisi statistiche effettuate sui risultati del trattamento alle uova indicano un maggiore divario tra le tre concentrazioni testate.

Considerato che la somministrazione della sostanza sulle uova avviene in modo indiretto verso la larva in questi casi, è plausibile ipotizzare che l’uovo offra qualche tipo di protezione all’embrione che si trova all’interno, filtrando la concentrazione effettivamente presente nell’acqua. Nel caso del trattamento successivo alla schiusa invece il contatto è diretto e di conseguenza, sebbene compaia un certo effetto dose‐ dipendente, la mortalità è più simile se si confrontano i tre livelli di concentrazione.

Non ci sono altri studi che abbiano cercato differenze derivanti dalla fase di somministrazione del contaminante. Tuttavia uno studio effettuato su Libellula depressa evidenzia alcune proprietà del corion delle uova di questa specie, tra cui è annoverata la capacità di proteggere l’embrione da microrganismi o funghi durante la segmentazione dell’uovo, nonché una generale protezione della larva al suo interno (Gaino et al., 2008).

128

Gli studi esistenti che hanno analizzato la struttura delle uova sono tutti su specie di Anisotteri e, considerato che esistono differenze sostanziali tra la struttura delle uova di specie che compiono deposizione esofitica, come molti Anisotteri, o endofitica (Takahashi & Kawata, 2013, futuri studi potrebbero incentrarsi sulle uova degli Zigotteri per meglio comprendere le funzioni che esse svolgono, anche riguardo alla protezione dagli inquinanti.

I risultati ottenuti dalla sperimentazione dei due insetticidi su Daphnia magna indicano una mortalità, negli individui trattati con le due sostanze e la miscela, correlata al livello di concentrazione somministrato. In particolare i risultati mostrano come la mortalità più alta sia legata alla concentrazione maggiore, che conseguentemente è il livello che presenta una maggiore differenza con i controlli.

Altri studi hanno evidenziato un effetto tossico e una sensibilità elevata nella D.

magna nei confronti del diflubenzuron e degli insetticidi piretroidi come l’alfa‐

cipermetrina.

Uno studio effettuato su popolazioni di invertebrati non target in alcuni laghi artificiali (Ali & Mulla, 1978) hanno evidenziato una diminuzione nelle popolazioni di entrambe le specie del genere Daphnia presenti in quell’habitat e ricerche più recenti (Kashian & Dodson, 2002) effettuate analizzando endpoint subletali su questa specie indicano una diminuzione della sopravvivenza.

Abe et al. (2014) hanno riscontrato un’elevata tossicità del diflubenzuron su D.

magna, indicando che l’utilizzo di questa sostanza potrebbe risultare in un elevato rischio

ambientale per questa specie; inoltre, analogamente ai risultati di questa ricerca, la mortalità di D. magna è stata osservata a concentrazioni inferiori rispetto a quelle che vengono comunemente somministrate in campo.

Anche i piretroidi sono stati indicati da diversi studi come molto tossici per D.

magna. Toumi et al. (2013) hanno analizzato gli effetti tossici acuti e cronici della

deltametrina su due popolazioni di Daphia magna in laboratorio, rilevando effetti sulla sopravvivenza correlati con la concentrazione somministrat,a fino ad arrivare ad un aumento nelle deformazioni embrionali. La deltametrina è risultata essere un interferente endocrino che agisce sulla determinazione del sesso e porta significative anomalie nello sviluppo.

129

Un altro studio ha rilevato risposte dose‐dipendente nel trattamento di D. magna con il piretroide fenvalerate (Reynaldi & Liess, 2005); in particolare è stato osservato che questa sostanza ritarda l’età della prima riproduzione. Questo ritardo è associato, a concentrazioni più basse, ad una riduzione nel numero di giovani per femmina viva mentre, a concentrazioni più elevate, si verifica un’inibizione nella crescita della popolazione.

Nello studio effettuato da Christensen et al. (2005), in seguito a sperimentazioni effettuate con cipermetrina, sono stati osservati effetti sub letali sul contenuto intestinale di pigmenti di clorofilla e sostanze carboidrate nonché sull’abilità di nuotare di D. magna; questi effetti si sono verificati a quantità che rientrano del range di concentrazioni presenti nei sistemi di acque dolci successivamente all’applicazione di pesticidi. Anche in questo caso la diminuzione nella capacità di nuotare nella colonna d’acqua presenta una dipendenza dalla concentrazione somministrata.

In generale, i risultati di questo studio e di studi precedenti indicano che la dose attualmente utilizzata in risaia può pesantemente compromettere le popolazioni di Ischnura

elegans e Dahnia magna.

In questo campo risultano evidenti gli effetti che gli insetticidi presentano su specie non target, individuando una problematica relativa alla gestione degli agro‐ecosistemi e all’attuale utilizzo di pesticidi per le specie acquatiche.

130 BIBLIOGRAFIA

Abbott J.K., 2013. Morph‐specific and sex‐specific temperature effects on morphology in

the colour polymorphic damselfly Ischnura elegans. Animal Biology, 63(2):149‐167.

Abe F.R., Coleone A.C., Machado A.A., Gonçalves Machado‐Neto J., 2014. Ecotoxicity

and environmental risk assessment of larvicides used in the control of Aedes aegypti to Daphnia magna (Crustacea, Cladocera). Journal of Toxicology and Environmental Health - Part A, 77(1‐3):37‐45.

Ali A., Mulla M.S., 1978. Effects of chironomid larvicides and diflubenzuron on nontarget

invertebrates in residential‐recreational lakes. Environmental Entomology, 7(1):21‐27.

Al‐Shami S.A., Hishamuddin S.N., Che Salmah M.D.R., Abdul N.H., Hassan A., 2014.

Developmental instability in Odonata larvae in relation to water quality of Serdang River, Kedah, Malaysia. Life Science Journal, 11(7).

Ahnesjö J., Forsman A., 2006. Differential habitat selection by pygmy grasshopper color

morphs; interactive effects of temperature and predator avoidance. Evolutionary Ecology, 20(3), 235‐257.

Beketov M.A., 2004. Comparative sensitivity to the insecticides deltamethrin and

esfenvalerate of some aquatic insect larvae (Ephemeroptera and Odonata) and Daphnia magna. Russian Journal Ecology, 35:200‐204.

Berenzen N., Kumke T., Schulz H.K., Schulz R., 2005. Macroinvertebrate community

structure in agricultural streams: impact of runoff‐related pesticide

contamination. Ecotoxicology and Environmental Safety, 60(1):37‐46.

Bouton N., Iserbyt A., Van Gossum H., 2011. Thermal plasticity in life‐history traits in the

polymorphic blue‐tailed damselfly, Ischnura elegans: no differences between female

131

Bots, J. De Bruyn L., Van Damme R., Van Gossum H., 2008. Effects of phenotypic

variation onto body temperature and flight activity in a polymorphic insect. Physiological

entomology, 33(2):138‐144.

Bots J., De Bruyn L., Van Dongen S., Smolders R., Van Gossum H., 2009. Female

polymorphism, condition differences, and variation in male harassment and ambient

temperature. Biological Journal of the Linnean Society, 97(3):545‐554.

Buckland‐Nicks A., Hillier K.N., Avery T.S., O'Driscoll N.J., 2014. Mercury

bioaccumulation in dragonflies (Odonata: Anisoptera): examination of life stages and body regions. Environmental Toxicology and Chemistry, 33(9):2047‐2054.

Chang H.W., Emlen J.M., 1993. Seasonal variation of microhabitat distribution of the

polymorphic land snail Cepaea nemoralis.Oecologia, 93(4):501‐507.